CAN总线协议及概念

速度的要求。从物理结构上看，CAN节点的构成如图7-8所示。在CAN中，物理层从结构上可分为三层：分别是物理层信令(Physical Layer Signaling，PLS)、物理介质附件(Physical MediaAttachment，PMA)层和介质从属接口(Media Dependent：Inter-face，MDI)层。其中PLS连同数据链路层功能由CAN控制器完成，PMA层功能由CAN收发器完成，MDI层定义了电缆和连接器的特性。目前也有支持CAN的微处理器内部集成了CAN控制器和收发器电路，如MC68HC908GZl6。PMA和MDI两层有很多不同的国际或国家或行业标准，也可自行定义，比较流行的是ISOll898定义的高速CAN发送／接收器标准。

节点数量

理论上，CAN总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100多个节点。

CAN的数据链路层

CAN的数据链路层是其核心内容，其中逻辑链路控制(Logical Link control，LLC)完成过滤、过载通知和管理恢复等功能，媒体访问控制(Medium Aeeess control，MAC)子层完成数据打包／解包、帧编码、媒体访问管理、错误检测、错误信令、应答、串并转换等功能。这些功能都是围绕信息帧传送过程展开的。

3 CAN总线的报文传输和结构

报文类型

在CAN2．0B的版本协议中有两种不同的帧格式，不同之处为标识符域的长度不同，含有ll位标识符的帧称之为标准帧，而含有29位标识符的帧称为扩展帧。如CAN1．2版本协议所描述，两个版本的标准数据帧格式和远程帧格式分别是等效的，而扩展格式是CAN2．0B协议新增加的特性。为使控制器设计相对简单，并不要求执行完全的扩展格式，对于新型控制器而言，必须不加任何限制的支持标准格式。但无论是哪种帧格式，在报文

帧类型

传输时都有以下四种不同类型的帧：

(1)数据帧(Data )数据帧将数据从发送器传输到接收器。

(2)远程帧(Remote )总线单元发出远程帧，请求发送具有同一标识符的数据帧。

(3)错误帧(Error )任何单元检测到总线错误就发出错误帧。

(4)过载帧(Overload )过载帧用在相邻数据帧或远程帧之间提供附加的延时。

数据帧或远程帧与前一个帧之间都会有一个隔离域，即帧间间隔。数据帧和远程帧可以使用标准帧及扩展帧两种格式。

现在的汽车已经不再仅仅是一种死气沉沉的交通工具了。计算机的发明，也让汽车有了一个职能的心。跟中嵌入式的计算机核心应用到汽车当中。那么如何规范这个核心的工作呢？这就需要CAN总线协议来帮忙了。现在让我们来了解一下这方面的知识吧。

1,CAN总线协议基本概念:

(1),报文:总线上的信息以不同格式的报文发送,但长度有限。当总线开放时,任何连接的单元均可开始发送一个新报文。

(2),信息路由:在CAN系统中,一个CAN节点不使用有关系统结构的任何信息,这里包含一些重要的概念:系统灵活性——节点可以在不要求所有节点及其应用层改变任何软件或硬件的情况下,被接于CAN网络。报文通信——一个报文的内容由其标示符ID命名,ID并不指出报文的目的,但描述数据的含义,以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波决定该数据是否使它们激活。成组——由于采用了报文滤波,所有节点均可接受报文,并同时被相同的报文激活。数据相容性——在CAN网络中,可以确保报文同时被所有的节点或者没有节点接受,因此,系统的数据相容性是借助于成组和出错处理达到的。

(3),位速率:CAN的数据传输率在不同的系统中是不同的,而在一个系统中是固定的速率。

(4),优先权:在总线访问期间,标示符定义了一个报文静态的优先权。

(5),远程数据请求:通过发送一个远程帧,需要数据的节点可以请求另一个节点发送相应的数据帧,该数据帧与对应的远程帧以相同的标示符ID命名。

(6),多主站:当总线开放时,任何单元均可以开始发送报文,发送具有最高优先权报文的单元会赢得总线的访问权。

(7),仲裁:当总线开放时,任何单元均可以开始发送报文,若同时有两个或者更多的单元开始发送,总线访问冲突运用逐位仲裁规则,借助标示符ID解决,这种仲裁规则可以使信息和时间均无损失,若具有相同标示符的一个数据帧和一个远程帧同时发送,数据帧优先于远程帧,仲裁期间,每个发送器都对发送位电平与总线上检测到的电平进行比较,若相同则该单元可以继续发送,当发送一个隐性电平,而在总线上检测为显性电平时,该单元退出仲裁,并不再传送后继位了。

(8),安全性:CAN总线协议为了获得尽可能高的数据传输安全性,在每个CAN节点中均设有错误检测,标定和自检的强有力措施。检测措施包括:发送自检,循环冗余校验,位填充,和报文格式检查。

(9),出错标注和恢复时间:已损坏的报文由检验出错的节